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在大型旋转机械轴系的设计中,动力学特性分析是其核心问题之一。本文以某重型燃气轮机轴系为例,对其动特性进行研究,充分考虑其中复杂的结构因素,形成高效、精确、可靠的算法,将为大型旋转机械轴系的结构设计以及提高大型旋转机械的整体性能提供理论和技术支持,有着积极的现实意义。本文在辽宁省自然科学基金(编号:20044003)的资助下,用Riccati传递矩阵法对简化后单跨多质量燃气轮机轴系模型进行了动特性计算,分析了转子系统的临界转速,计算稳态不平衡响应,分析轴系的稳定性,并对迷宫密封内部二维流场对转子稳定性的影响进行了初步研究。取得如下成果:
(1)对系统进行离散化,得到单跨多盘的力学模型,并用MATLAB编制程序,求解基于Riccati传递矩阵法的具有各向异性支承的重型燃气轮机复杂轴系的复固有频率及临界转速,为分析转子稳定性奠定了基础。
(2)采用Riccati传递矩阵法对具有各向异性支承的轴系稳态不平衡响应进行了分析,研究了不平衡量在轴系上不同分布时,轴系的不平衡响应以及轴系不同位置对不平衡量的敏感程度。
(3)在应用Riccati传递矩阵法计算转子复频率的前提下,研究转子转速与表征稳定性的指标——对数减幅率之间的关系,对稳定性进行分析。
(4)基于流体动力学原理,应用GAMBIT、FLUENT等流体动力学分析软件,对迷宫密封内部二维流场进行研究,分析其如何影响转子稳定性。